美國(guó)伊利諾伊大學(xué)厄本那-香檳分校的研究人員開(kāi)發(fā)一種新方法，通過(guò)一次分析就可以確定復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵裂紋的位置和方向，為航空航天復(fù)合材料的編織奠定了基礎(chǔ)。
這種新方法極大地簡(jiǎn)化了材料分析工作，現(xiàn)在只需對(duì)未破裂的區(qū)域進(jìn)行一次分析，而不必對(duì)沿著某個(gè)結(jié)構(gòu)表面的裂縫的每個(gè)潛在位置進(jìn)行分析，就能找到材料表面最可能出現(xiàn)裂紋的位置。這將計(jì)算工作量減少了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，并降低了經(jīng)濟(jì)成本。
為了精確估計(jì)能量釋放速率，這種方法需要使用非常精細(xì)的網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)值分析,使用拓?fù)渑缮椒▉?lái)估算如果裂紋在3D結(jié)構(gòu)的表面上的任何位置和任何方向出現(xiàn)時(shí)，能量釋放將是什么。通過(guò)這種方法，研究人員可以立即計(jì)算出用于裂紋擴(kuò)展的最高能量，以及最高能量釋放速率相對(duì)應(yīng)的位置和方向，如果能量釋放率小于斷裂韌性，則裂紋不會(huì)擴(kuò)展。如果能量釋放速率接近斷裂韌性的值，則裂紋有可能擴(kuò)展，材料結(jié)構(gòu)將需要重新設(shè)計(jì)。”
這種方法可以與商業(yè)有限元軟件(例如Ansys，Abaqus和Nastran)結(jié)合使用。
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